Question

14．在探究“滑輪組機械效率”時，小強利用兩組滑輪組進行了4次測量，用一個動滑輪和一個定滑輪沒得前3組數據，用兩個動滑輪和兩個定滑輪測得笫4組數據，如下表：

實驗 次數	物重 G物/N	動滑輪重 G動/N	鉤碼上升的 高度h/m	動力 F/N	動力作用點移動的距離s/m	滑輪組的機 械效率η/%
1	1	0.5	0.1	0.7	0.3	47.6
2	2	0.5	0.1	1.1	0.3	60.6
3	4	0.5	0.1	2	0.3
4	4	1	0.1		0.5	50.0

（1）根據表中前3次實驗數據，畫出甲圖中滑輪組的繞繩方法．
（2）在實驗中，測量繩端拉力F時，應盡量豎直勻速向上拉動彈簧測力計，讀出乙圖中彈簧測力計的示數為1.6　N，第3次實驗時滑輪組的機械效率為66.7%．
（3）由表中第1、2、3組數據可知，同一滑輪組的機械效率與物重有關．
（4）由表中第3、4組數據可知，同一滑輪組的機械效率與摩擦和動滑輪重有關，請計算出第3組實驗中克服摩擦所做的額外功0.15J．

Answer 1

分析 （1）根據h與s的關系（s=nh）結合表格中數據判斷承擔物重的繩子段數，然后繞線；
（2）為準確地測出拉力，需豎直向上勻速拉動測力計；進行讀數時，注意測力計的分度值；
根據公式η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$計算機械效率；
（3）根據結論：同一滑輪組的機械效率與物重有關，找出實驗數據即可；
（4）由表中第3、4組數據可知，物重相同，動滑輪重力不同，
先根據W=Gh求出有用功和克服動滑輪做的功，然后根據W=Fs求出總功，則克服繩重及摩擦做的那部分額外功等于總功減去有用功和克服動滑輪做的功．

解答 解：
（1）由前3組實驗數據知，s=3h，所以滑輪組由3段繩子承擔物重，因此應從動滑輪繞起，如圖所示：

（2）實驗中應沿豎直方向勻速拉動彈簧測力計，這樣才能準確測出拉力的值；
由圖知，測力計的分度值為0.2N，所以其示數為1.6N；
第3次實驗時滑輪組的機械效率為：η=$\frac{{W}_{有}}{{W}_{總}}$=$\frac{Gh}{Fs}$=$\frac{4N×0.1m}{2N×0.3m}$×100%≈66.7%；
（3）由表中第 1、2、3組數據可知，同一滑輪組的機械效率與物重有關；
（4）由表中第3、4組數據可知，物重相同，動滑輪重力不同，機械效率不同，由此可得，滑輪組的機械效率與摩擦和動滑輪重有關
根據表中第3組數據可知，有用功：W_有=Gh=4N×0.1m=0.4J；克服動滑輪做的功：W_動=G_動h=0.5N×0.1m=0.05J；總功：W_總=Fs=2N×0.3m=0.6J；
則克服繩重及摩擦做的那部分額外功：W_額=W_總-W_有-W_動=0.6J-0.4J-0.05J=0.15J．
故答案為：（1）見上圖；（2）豎直；1.6；66.7%；（3）1、2、3；（4）動滑輪重； 0.15．

點評 此題是“探究滑輪組的機械效率”實驗，考查了滑輪組機械效率的計算，根據數據分析影響滑輪組效率的因素，同時考查了有關滑輪組的組裝及測力計的讀數問題，要細心分析每一個問題．